(57)【要約】【課題】経年変化に伴ってレーザー測長系のレーザー光源の出力特性が変化しても、移動ステージの位置を精度良く検出して、基板の位置決めを精度良く行う。【解決手段】移動ステージに複数の反射手段３４ａ，３４ｂ，３５を取り付け、複数のレーザー干渉計３２ａ，３２ｂ，３３により、レーザー光源３１ａ，３１ｂからのレーザー光と各反射手段３４ａ，３４ｂ，３５により反射されたレーザー光との干渉を複数箇所で測定する。各レーザー干渉計３２ａ，３２ｂ，３３の測定結果から、移動ステージの位置を検出し、検出結果に基づき、移動ステージによりチャック１０ａ，１０ｂを移動して、基板１の位置決めを行う。各レーザー干渉計３２ａ，３２ｂ，３３が受光したレーザー光の強度の変化を検出し、検出したレーザー光の強度の変化を補う様に、レーザー光源３１ａ，３１ｂへ供給する駆動電流を制御する。【選択図】図９
2013064896.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を支持するチャックと、マスクを保持するマスクホルダとを備え、マスクと基板との間に微小なギャップを設けて、マスクのパターンを基板へ転写するプロキシミティ露光装置において、
前記チャックを搭載して移動する移動ステージと、
レーザー光を発生するレーザー光源、前記移動ステージに取り付けられた複数の反射手段、及び前記レーザー光源からのレーザー光と各反射手段により反射されたレーザー光との干渉を複数箇所で測定する複数のレーザー干渉計を有するレーザー測長系と、
前記レーザー光源へ駆動電流を供給する光源制御装置と、
各レーザー干渉計の測定結果から、前記移動ステージの位置を検出する検出手段と、
前記移動ステージを駆動するステージ駆動回路と、
前記検出手段による前記移動ステージの位置の検出結果に基づき、前記ステージ駆動回路を制御し、前記移動ステージにより前記チャックを移動させて、基板の位置決めを行う制御手段とを備え、
前記検出手段は、各レーザー干渉計が受光したレーザー光の強度の変化を検出し、
前記光源制御装置は、前記検出手段により検出されたレーザー光の強度の変化を補う様に、前記レーザー光源へ供給する駆動電流を制御することを特徴とするプロキシミティ露光装置。
【請求項２】
前記光源制御装置は、レーザー光の強度の変化を補う際の駆動電流が所定値以下であることを確認し、
前記制御手段は、駆動電流が所定値を超える場合に、警告を発生することを特徴とする請求項１に記載のプロキシミティ露光装置。
【請求項３】
前記検出手段は、各レーザー干渉計が受光したレーザー光の強度の変化を検出したとき、レーザー光の強度の変化を検出したレーザー干渉計と同じレーザー光源からレーザー光が供給されている他のレーザー干渉計について、受光したレーザー光の強度が同様に変化したことを確認し、
前記制御手段は、レーザー光の強度が同様に変化していない場合に、警告を発生することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のプロキシミティ露光装置。
【請求項４】
基板を支持するチャックと、マスクを保持するマスクホルダとを備え、マスクと基板との間に微小なギャップを設けて、マスクのパターンを基板へ転写するプロキシミティ露光装置の基板位置決め方法であって、
チャックを移動ステージに搭載し、
レーザー測長系のレーザー光を発生するレーザー光源へ駆動電流を供給し、
移動ステージにレーザー測長系の複数の反射手段を取り付け、レーザー測長系の複数のレーザー干渉計により、レーザー光源からのレーザー光と各反射手段により反射されたレーザー光との干渉を複数箇所で測定し、
各レーザー干渉計の測定結果から、移動ステージの位置を検出し、検出結果に基づき、移動ステージによりチャックを移動して、基板の位置決めを行い、
各レーザー干渉計が受光したレーザー光の強度の変化を検出し、検出したレーザー光の強度の変化を補う様に、レーザー測長系のレーザー光源へ供給する駆動電流を制御することを特徴とするプロキシミティ露光装置の基板位置決め方法。
【請求項５】
レーザー光の強度の変化を補う際の駆動電流が所定値以下であることを確認し、
駆動電流が所定値を超える場合に、警告を発生することを特徴とする請求項４に記載のプロキシミティ露光装置の基板位置決め方法。
【請求項６】
各レーザー干渉計が受光したレーザー光の強度の変化を検出したとき、レーザー光の強度の変化を検出したレーザー干渉計と同じレーザー光源からレーザー光が供給されている他のレーザー干渉計について、受光したレーザー光の強度が同様に変化したことを確認し、
レーザー光の強度が同様に変化していない場合に、警告を発生することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のプロキシミティ露光装置の基板位置決め方法。
【請求項７】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のプロキシミティ露光装置を用いて基板の露光を行うことを特徴とする表示用パネル基板の製造方法。
【請求項８】
請求項４乃至請求項６のいずれか一項に記載のプロキシミティ露光装置の基板位置決め方法を用いて基板を位置決めして、基板の露光を行うことを特徴とする表示用パネル基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイ装置等の表示用パネル基板の製造において、プロキシミティ方式を用いて基板の露光を行うプロキシミティ露光装置、プロキシミティ露光装置の基板位置決め方法、及びそれらを用いた表示用パネル基板の製造方法に係り、特に、チャックを移動する移動ステージの位置をレーザー測長系により検出して、露光時の基板の位置決めを行うプロキシミティ露光装置、プロキシミティ露光装置の基板位置決め方法、及びそれらを用いた表示用パネル基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示用パネルとして用いられる液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）基板やカラーフィルタ基板、プラズマディスプレイパネル用基板、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示パネル用基板等の製造は、露光装置を用いて、フォトリソグラフィー技術により基板上にパターンを形成して行われる。露光装置としては、レンズ又は鏡を用いてマスクのパターンを基板上に投影するプロジェクション方式と、マスクと基板との間に微小な間隙（プロキシミティギャップ）を設けてマスクのパターンを基板へ転写するプロキシミティ方式とがある。プロキシミティ方式は、プロジェクション方式に比べてパターン解像性能は劣るが、照射光学系の構成が簡単で、かつ処理能力が高く量産用に適している。
【０００３】
近年、表示用パネルの各種基板の製造では、大型化及びサイズの多様化に対応するため、比較的大きな基板を用意し、表示用パネルのサイズに応じて、１枚の基板から１枚又は複数枚の表示用パネル基板を製造している。その場合、プロキシミティ方式では、基板の一面を一括して露光しようとすると、基板と同じ大きさのマスクが必要となり、高価なマスクのコストがさらに増大する。そこで、基板より比較的小さなマスクを用い、移動ステージにより基板をＸＹ方向へステップ移動して、基板の一面を複数のショットに分けて露光する方式が主流となっている。
【０００４】
プロキシミティ露光装置において、パターンの焼付けを精度良く行うためには、露光時の基板の位置決めを精度良く行わなければならない。基板の位置決めを行う移動ステージは、Ｘ方向へ移動するＸステージと、Ｙ方向へ移動するＹステージと、θ方向へ回転するθステージとを備え、基板を支持するチャックを搭載して、ＸＹ方向へ移動及びθ方向へ回転する。特許文献１及び特許文献２には、基板を位置決めする際に、レーザー測長系を用いて移動ステージのＸＹ方向の位置を検出し、また複数のレーザー変位計を用いてチャックのθ方向の傾きを検出する技術が開示されている。レーザー測長系は、レーザー光を発生するレーザー光源と、チャックに取り付けられた反射手段（バーミラー）と、レーザー光源からのレーザー光と反射手段（バーミラー）により反射されたレーザー光との干渉を測定するレーザー干渉計とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２９８９０６号公報
【特許文献２】特開２００９−３１６３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
レーザー測長系のレーザー光源の出力は、経年変化により低下し、レーザー干渉計が受光するレーザー光の強度が低下すると、レーザー干渉計の測定結果に誤差が生じて、基板の位置決めが精度良く行えなくなるという問題があった。また、レーザー光源の寿命は約３年程度であり、レーザー測長系のレーザー光源の出力が突然停止すると、レーザー測長系の機能が働かなくなって、プロキシミティ露光装置の運転が停止するという問題があった。
【０００７】
本発明の課題は、経年変化に伴ってレーザー測長系のレーザー光源の出力特性が変化しても、移動ステージの位置を精度良く検出して、基板の位置決めを精度良く行うことである。また、本発明の課題は、レーザー測長系のレーザー光源の寿命を予め告知して、プロキシミティ露光装置の予期しない運転停止を防止することである。さらに、本発明の課題は、経年変化に伴ってレーザー測長系のレーザー光源の出力特性が変化しても、パターンの焼付けを精度良く行って、高品質な表示用パネル基板を製造することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のプロキシミティ露光装置は、基板を支持するチャックと、マスクを保持するマスクホルダとを備え、マスクと基板との間に微小なギャップを設けて、マスクのパターンを基板へ転写するプロキシミティ露光装置において、チャックを搭載して移動する移動ステージと、レーザー光を発生するレーザー光源、移動ステージに取り付けられた複数の反射手段、及びレーザー光源からのレーザー光と各反射手段により反射されたレーザー光との干渉を複数箇所で測定する複数のレーザー干渉計を有するレーザー測長系と、レーザー光源へ駆動電流を供給する光源制御装置と、各レーザー干渉計の測定結果から、移動ステージの位置を検出する検出手段と、移動ステージを駆動するステージ駆動回路と、検出手段による移動ステージの位置の検出結果に基づき、ステージ駆動回路を制御し、移動ステージによりチャックを移動させて、基板の位置決めを行う制御手段とを備え、検出手段が、各レーザー干渉計が受光したレーザー光の強度の変化を検出し、光源制御装置が、検出手段により検出されたレーザー光の強度の変化を補う様に、レーザー光源へ供給する駆動電流を制御するものである。
【０００９】
また、本発明のプロキシミティ露光装置の基板位置決め方法は、基板を支持するチャックと、マスクを保持するマスクホルダとを備え、マスクと基板との間に微小なギャップを設けて、マスクのパターンを基板へ転写するプロキシミティ露光装置の基板位置決め方法であって、チャックを移動ステージに搭載し、レーザー測長系のレーザー光を発生するレーザー光源へ駆動電流を供給し、移動ステージにレーザー測長系の複数の反射手段を取り付け、レーザー測長系の複数のレーザー干渉計により、レーザー光源からのレーザー光と各反射手段により反射されたレーザー光との干渉を複数箇所で測定し、各レーザー干渉計の測定結果から、移動ステージの位置を検出し、検出結果に基づき、移動ステージによりチャックを移動して、基板の位置決めを行い、各レーザー干渉計が受光したレーザー光の強度の変化を検出し、検出したレーザー光の強度の変化を補う様に、レーザー測長系のレーザー光源へ供給する駆動電流を制御するものである。
【００１０】
レーザー干渉計が受光したレーザー光の強度の変化を検出し、検出したレーザー光の強度の変化を補う様に、レーザー測長系のレーザー光源へ供給する駆動電流を制御するので、経年変化に伴ってレーザー測長系のレーザー光源の出力特性が変化しても、レーザー測長系のレーザー光源の出力が一定に保たれ、レーザー干渉計の測定結果に誤差が生じるのが防止される。従って、移動ステージの位置が精度良く検出され、基板の位置決めが精度良く行われる。
【００１１】
さらに、本発明のプロキシミティ露光装置は、光源制御装置が、レーザー光の強度の変化を補う際の駆動電流が所定値以下であることを確認し、制御手段が、駆動電流が所定値を超える場合に、警告を発生するものである。また、本発明のプロキシミティ露光装置の基板位置決め方法は、レーザー光の強度の変化を補う際の駆動電流が所定値以下であることを確認し、駆動電流が所定値を超える場合に、警告を発生するものである。レーザー光源の寿命が残り少なくなると、経年変化に伴う出力特性の変化が大きくなって、レーザー光の強度の変化を補うために必要な駆動電流が大きくなる。レーザー光の強度の変化を補う際の駆動電流が所定値以下であることを確認し、駆動電流が所定値を超える場合に、警告を発生するので、レーザー測長系のレーザー光源の寿命が予め告知され、プロキシミティ露光装置の予期しない運転停止が防止される。
【００１２】
さらに、本発明のプロキシミティ露光装置は、検出手段が、各レーザー干渉計が受光したレーザー光の強度の変化を検出したとき、レーザー光の強度の変化を検出したレーザー干渉計と同じレーザー光源からレーザー光が供給されている他のレーザー干渉計について、受光したレーザー光の強度が同様に変化したことを確認し、制御手段が、レーザー光の強度が同様に変化していない場合に、警告を発生するものである。
【００１３】
また、本発明のプロキシミティ露光装置の基板位置決め方法は、各レーザー干渉計が受光したレーザー光の強度の変化を検出したとき、レーザー光の強度の変化を検出したレーザー干渉計と同じレーザー光源からレーザー光が供給されている他のレーザー干渉計について、受光したレーザー光の強度が同様に変化したことを確認し、レーザー光の強度が同様に変化していない場合に、警告を発生するものである。
【００１４】
基板のステップ移動や基板の位置決めのために、移動ステージによるチャックの移動を繰り返すプロキシミティ露光装置では、レーザー測長系のレーザー光源の出力に変化が無くても、移動ステージの移動による振動が原因で、レーザー測長系の反射手段やレーザー干渉計に位置ずれが発生し、その結果、レーザー干渉計により受光されるレーザー光の強度が低下することがある。その場合、レーザー光の強度の変化を検出したレーザー干渉計と同じレーザー光源からレーザー光が供給されている他のレーザー干渉計においては、全く同様の位置ずれが起こらない限り、レーザー光の強度の変化が同じになることはない。従って、レーザー光の強度の変化を検出したレーザー干渉計と同じレーザー光源からレーザー光が供給されている他のレーザー干渉計について、受光したレーザー光の強度が同様に変化したことを確認し、レーザー光の強度が同様に変化していない場合に、警告を発生することにより、レーザー測長系の反射手段及びレーザー干渉計に位置ずれが発生していないか、点検を促すことができる。
【００１５】
本発明の表示用パネル基板の製造方法は、上記のいずれかのプロキシミティ露光装置を用いて基板の露光を行い、あるいは、上記のいずれかのプロキシミティ露光装置の基板位置決め方法を用いて基板を位置決めして、基板の露光を行うものである。経年変化に伴ってレーザー測長系のレーザー光源の出力特性が変化しても、露光時の基板の位置決めが精度良く行われるので、パターンの焼付けが精度良く行われ、高品質な表示用パネル基板が製造される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のプロキシミティ露光装置及びプロキシミティ露光装置の基板位置決め方法によれば、レーザー干渉計が受光したレーザー光の強度の変化を検出し、検出したレーザー光の強度の変化を補う様に、レーザー測長系のレーザー光源へ供給する駆動電流を制御することにより、経年変化に伴ってレーザー測長系のレーザー光源の出力特性が変化しても、移動ステージの位置を精度良く検出して、基板の位置決めを精度良く行うことができる。
【００１７】
さらに、本発明のプロキシミティ露光装置及びプロキシミティ露光装置の基板位置決め方法によれば、レーザー光の強度の変化を補う際の駆動電流が所定値以下であることを確認し、駆動電流が所定値を超える場合に、警告を発生することにより、レーザー測長系のレーザー光源の寿命を予め告知して、プロキシミティ露光装置の予期しない運転停止を防止することができる。
【００１８】
さらに、本発明のプロキシミティ露光装置及びプロキシミティ露光装置の基板位置決め方法によれば、各レーザー干渉計が受光したレーザー光の強度の変化を検出したとき、レーザー光の強度の変化を検出したレーザー干渉計と同じレーザー光源からレーザー光が供給されている他のレーザー干渉計について、受光したレーザー光の強度が同様に変化したことを確認し、レーザー光の強度が同様に変化していない場合に、警告を発生することにより、レーザー測長系の反射手段及びレーザー干渉計に位置ずれが発生していないか、点検を促すことができる。
【００１９】
本発明の表示用パネル基板の製造方法によれば、経年変化に伴ってレーザー測長系のレーザー光源の出力特性が変化しても、露光時の基板の位置決めを精度良く行うことができるので、パターンの焼付けを精度良く行って、高品質な表示用パネル基板を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施の形態によるプロキシミティ露光装置の概略構成を示す図である。
【図２】チャック１０ａが露光位置にあり、チャック１０ｂがロード／アンロード位置にある状態を示す上面図である。
【図３】チャック１０ａが露光位置にあり、チャック１０ｂがロード／アンロード位置にある状態を示す一部断面側面図である。
【図４】チャック１０ｂが露光位置にあり、チャック１０ａがロード／アンロード位置にある状態を示す上面図である。
【図５】チャック１０ｂが露光位置にあり、チャック１０ａがロード／アンロード位置にある状態を示す一部断面側面図である。
【図６】主ステージベース上にある移動ステージの上面図である。
【図７】主ステージベース上にある移動ステージのＸ方向の一部断面側面図である。
【図８】主ステージベース上にある移動ステージのＹ方向の側面図である。
【図９】レーザー干渉計の動作を説明する図である。
【図１０】レーザー干渉計の動作を説明する図である。
【図１１】Ｘ方向の変位を測定するレーザー変位計の斜視図である。
【図１２】Ｙ方向の変位を測定するレーザー変位計の斜視図である。
【図１３】レーザー測長系のレーザー光源の制御を行う部分のブロック図である。
【図１４】レーザー光源の駆動電流を制御する動作を示すフローチャートである。
【図１５】液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。
【図１６】液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、本発明の一実施の形態によるプロキシミティ露光装置の概略構成を示す図である。本実施の形態は、複数のチャックを有するプロキシミティ露光装置の例を示している。プロキシミティ露光装置は、複数のチャック１０ａ，１０ｂ、主ステージベース１１、複数の副ステージベース１１ａ，１１ｂ、台１２、Ｘガイド１３、複数の移動ステージ、マスクホルダ２０、レーザー測長系制御装置３０、複数の第１のレーザー測長系、第２のレーザー測長系、レーザー変位計制御装置４０、レーザー変位計４２，４３、バーミラー４４、主制御装置７０、入出力インタフェース回路７１，７２、ステージ駆動回路８０ａ，８０ｂ、及び光源制御装置９０を含んで構成されている。プロキシミティ露光装置は、これらの他に、基板１をチャック１０へ搬入し、また基板１をチャック１０から搬出する基板搬送ロボット、露光光を照射する照射光学系、装置内の温度管理を行う温度制御ユニット等を備えている。
【００２２】
なお、本実施の形態では、チャック、副ステージベース、移動ステージ、第１のレーザー測長系及びステージ駆動回路がそれぞれ２つ設けられているが、これらをそれぞれ１つ又は３つ以上設けてもよい。また、以下に説明する実施の形態におけるＸＹ方向は例示であって、Ｘ方向とＹ方向とを入れ替えてもよい。
【００２３】
図１において、基板１の露光を行う露光位置の上空に、マスク２を保持するマスクホルダ２０が設置されている。マスクホルダ２０には、露光光が通過する開口２０ａが設けられており、開口２０ａの下方には、マスク２が装着されている。マスクホルダ２０の下面の開口２０ａの周囲には、吸着溝が設けられており、マスクホルダ２０は、吸着溝により、マスク２の周辺部を真空吸着して保持している。マスクホルダ２０に保持されたマスク２の上空には、図示しない照射光学系が配置されている。露光時、照射光学系からの露光光がマスク２を透過して基板１へ照射されることにより、マスク２のパターンが基板１の表面に転写され、基板１上にパターンが形成される。
【００２４】
マスクホルダ２０の下方には、主ステージベース１１が配置されている。主ステージベース１１の左右には、主ステージベース１１のＸ方向に隣接して副ステージベース１１ａ，１１ｂが配置されている。主ステージベース１１のＹ方向には、台１２が取り付けられている。チャック１０ａは、後述する移動ステージによって、副ステージベース１１ａ上のロード／アンロード位置と主ステージベース１１上の露光位置との間を移動される。また、チャック１０ｂは、後述する移動ステージによって、副ステージベース１１ｂ上のロード／アンロード位置と主ステージベース１１上の露光位置との間を移動される。
【００２５】
基板１は、副ステージベース１１ａ，１１ｂ上のロード／アンロード位置において、図示しない基板搬送ロボットにより、チャック１０ａ，１０ｂへ搬入され、またチャック１０ａ，１０ｂから搬出される。チャック１０ａ，１０ｂへの基板１のロード及びチャック１０ａ，１０ｂからの基板１のアンロードは、チャック１０ａ，１０ｂに設けた複数の突き上げピンを用いて行われる。突き上げピンは、チャック１０ａ，１０ｂの内部に収納されており、チャック１０ａ，１０ｂの内部から上昇して、基板１をチャック１０ａ，１０ｂにロードする際、基板搬送ロボットから基板１を受け取り、基板１をチャック１０ａ，１０ｂからアンロードする際、基板搬送ロボットへ基板１を受け渡す。チャック１０ａ，１０ｂは、基板１を真空吸着して支持する。
【００２６】
図２は、チャック１０ａが露光位置にあり、チャック１０ｂがロード／アンロード位置にある状態を示す上面図である。また、図３は、チャック１０ａが露光位置にあり、チャック１０ｂがロード／アンロード位置にある状態を示す一部断面側面図である。図２において、主ステージベース１１上及び副ステージベース１１ａ，１１ｂ上には、主ステージベース１１上から副ステージベース１１ａ，１１ｂ上へＸ方向に伸びるＸガイド１３が設けられている。
【００２７】
図３において、チャック１０ａ，１０ｂは、それぞれ移動ステージに搭載されている。各移動ステージは、Ｘステージ１４、Ｙガイド１５、Ｙステージ１６、θステージ１７、及びチャック支持台１９を含んで構成されている。Ｘステージ１４は、Ｘガイド１３に搭載され、Ｘガイド１３に沿ってＸ方向へ移動する。Ｙステージ１６は、Ｘステージ１４上に設けられたＹガイド１５に搭載され、Ｙガイド１５に沿ってＹ方向（図３の図面奥行き方向）へ移動する。θステージ１７は、Ｙステージ１６に搭載され、θ方向へ回転する。チャック支持台１９は、θステージ１７に搭載され、チャック１０ａ，１０ｂを複数箇所で支持する。
【００２８】
各移動ステージのＸステージ１４のＸ方向への移動により、チャック１０ａは、副ステージベース１１ａ上のロード／アンロード位置と主ステージベース１１上の露光位置との間を移動され、チャック１０ｂは、副ステージベース１１ｂ上のロード／アンロード位置と主ステージベース１１上の露光位置との間を移動される。図４は、チャック１０ｂが露光位置にあり、チャック１０ａがロード／アンロード位置にある状態を示す上面図である。また、図５は、チャック１０ｂが露光位置にあり、チャック１０ａがロード／アンロード位置にある状態を示す一部断面側面図である。副ステージベース１１ａ，１１ｂ上のロード／アンロード位置において、各移動ステージのＸステージ１４のＸ方向への移動、Ｙステージ１６のＹ方向への移動、及びθステージ１７のθ方向への回転により、チャック１０ａ，１０ｂに搭載された基板１のプリアライメントが行われる。
【００２９】
主ステージベース１１上の露光位置において、各移動ステージのＸステージ１４のＸ方向への移動及びＹステージ１６のＹ方向への移動により、チャック１０ａ，１０ｂに保持された基板１のＸＹ方向へのステップ移動が行われる。また、図示しないＺ−チルト機構によりマスクホルダ２０をＺ方向へ移動及びチルトすることにより、マスク２と基板１とのギャップ合わせが行われる。そして、各移動ステージのＸステージ１４のＸ方向への移動、Ｙステージ１６のＹ方向への移動、及びθステージ１７のθ方向への回転により、露光時の基板１の位置決めが行われる。
【００３０】
各移動ステージのＸステージ１４、Ｙステージ１６、及びθステージ１７には、ボールねじ及びモータや、リニアモータ等の図示しない駆動機構が設けられている。図１において、ステージ駆動回路８０ａは、主制御装置７０の制御により、チャック１０ａを搭載する移動ステージのＸステージ１４、Ｙステージ１６、及びθステージ１７を駆動する。また、ステージ駆動回路８０ｂは、主制御装置７０の制御により、チャック１０ｂを搭載する移動ステージのＸステージ１４、Ｙステージ１６、及びθステージ１７を駆動する。
【００３１】
なお、本実施の形態では、マスクホルダ２０をＺ方向へ移動及びチルトすることにより、マスク２と基板１とのギャップ合わせを行っているが、各移動ステージにＺ−チルト機構を設けて、チャック１０ａ，１０ｂをＺ方向へ移動及びチルトすることにより、マスク２と基板１とのギャップ合わせを行ってもよい。
【００３２】
以下、本実施の形態のプロキシミティ露光装置の基板の位置決め動作について説明する。本実施の形態では、２つの第１のレーザー測長系の一方により、チャック１０ａを搭載する移動ステージのＸ方向の位置を検出し、他方により、チャック１０ｂを搭載する移動ステージのＸ方向の位置を検出する。また、第２のレーザー測長系により、主ステージベース１１上での各移動ステージのＹ方向の位置を検出する。さらに、レーザー変位計４２，４３を用いて、チャック１０ａ，１０ｂのθ方向の傾きを検出する。
【００３３】
図１において、第１のレーザー測長系の一方は、レーザー光源３１ａ、２つのレーザー干渉計３２ａ、及び後述するバーミラー３４ａを含んで構成されている。第１のレーザー測長系の他方は、レーザー光源３１ｂ、２つのレーザー干渉計３２ｂ、及び後述するバーミラー３４ｂを含んで構成されている。また、第２のレーザー測長系は、レーザー光源３１ｂ、２つのレーザー干渉計３３、及びバーミラー３５を含んで構成されている。レーザー光源３１ａ，３１ｂは、半導体レーザーを含んで構成されている。
【００３４】
図６は、主ステージベース上にある移動ステージの上面図である。図７は、主ステージベース上にある移動ステージのＸ方向の一部断面側面図である。図８は、主ステージベース上にある移動ステージのＹ方向の側面図である。図６〜図８は、チャック１０ａを搭載する移動ステージを示しており、チャック１０ｂを搭載する移動ステージは、チャック１０ａを搭載する移動ステージとＸ方向において左右対称な構成となっている。なお、図７ではＸガイド１３が省略され、図８ではレーザー干渉計３２ａ，３２ｂが省略されている。
【００３５】
図８において、移動ステージのＸステージ１４がＸガイド１３に搭載されているので、主ステージベース１１及び副ステージベース１１ａ，１１ｂとＸステージ１４との間に、Ｘガイド１３の高さに応じた空間が発生している。第１のレーザー測長系のバーミラー３４ａは、この空間を利用して、Ｘステージ１４の下に取り付けられている。バーミラー３４ｂも同様である。第１のレーザー測長系の２つのレーザー干渉計３２ａは、図１に示す様に、主ステージベース１１のＸガイド１３から外れた位置に設置されている。レーザー干渉計３２ｂも同様である。
【００３６】
図６〜図８において、第２のレーザー測長系のバーミラー３５は、アーム３６により、ほぼチャック１０ａの高さでＹステージ１６に取り付けられている。チャック１０ｂを搭載する移動ステージについても、同様に、バーミラー３５は、ほぼチャック１０ｂの高さでＹステージ１６に取り付けられている。第２のレーザー測長系の２つのレーザー干渉計３３は、図６及び図８に示す様に、主ステージベース１１のＹ方向に取り付けられた台１２に設置されている。
【００３７】
図９及び図１０は、レーザー干渉計の動作を説明する図である。なお、図９は、チャック１０ａが露光位置にあり、チャック１０ｂがロード／アンロード位置にある状態を示し、図１０は、チャック１０ｂが露光位置にあり、チャック１０ａがロード／アンロード位置にある状態を示している。
【００３８】
図９及び図１０において、各レーザー干渉計３２ａは、レーザー光源３１ａからのレーザー光をバーミラー３４ａへ照射し、バーミラー３４ａにより反射されたレーザー光を受光して、レーザー光源３１ａからのレーザー光とバーミラー３４ａにより反射されたレーザー光との干渉を測定する。図１において、レーザー測長系制御装置３０は、主制御装置７０の制御により、２つのレーザー干渉計３２ａの測定結果から、チャック１０ａを搭載する移動ステージのＸ方向の位置を検出し、またＸステージ１４がＸ方向へ移動する際のヨーイングを検出する。主制御装置７０は、レーザー測長系制御装置３０の検出結果を、入出力インタフェース回路７１を介して入力する。
【００３９】
図９及び図１０において、各レーザー干渉計３２ｂは、レーザー光源３１ｂからのレーザー光をバーミラー３４ｂへ照射し、バーミラー３４ｂにより反射されたレーザー光を受光して、レーザー光源３１ｂからのレーザー光とバーミラー３４ｂにより反射されたレーザー光との干渉を測定する。図１において、レーザー測長系制御装置３０は、主制御装置７０の制御により、２つのレーザー干渉計３２ｂの測定結果から、チャック１０ｂを搭載する移動ステージのＸ方向の位置を検出し、またＸステージ１４がＸ方向へ移動する際のヨーイングを検出する。主制御装置７０は、レーザー測長系制御装置３０の検出結果を、入出力インタフェース回路７１を介して入力する。
【００４０】
第１のレーザー測長系のバーミラー３４ａ，３４ｂを各移動ステージのＸステージ１４の下に取り付け、レーザー干渉計３２ａ，３２ｂを主ステージベース１１のＸガイド１３から外れた位置に設置するので、各移動ステージは副ステージベース１１ａ，１１ｂと主ステージベース１１とを移動する際にレーザー干渉計３２ａ，３２ｂと衝突することがない。そして、レーザー干渉計３２ａ，３２ｂを主ステージベース１１に設置するので、レーザー干渉計３２ａ，３２ｂが副ステージベース１１ａ，１１ｂの振動の影響を受けない。また、レーザー干渉計３２ａ，３２ｂから主ステージベース１１上の各移動ステージまでの測定距離が短くなる。従って、各第１のレーザー測長系を用いて、各移動ステージのＸ方向の位置が精度良く検出される。そして、各第１のレーザー測長系で、複数のレーザー干渉計３２ａ，３２ｂを主ステージベース１１に設置するので、複数のレーザー干渉計３２ａ，３２ｂの測定結果から、各移動ステージのＸステージ１４がＸ方向へ移動する際のヨーイングが検出される。
【００４１】
図９及び図１０において、各レーザー干渉計３３は、レーザー光源３１ｂからのレーザー光をバーミラー３５へ照射し、バーミラー３５により反射されたレーザー光を受光して、レーザー光源３１ｂからのレーザー光とバーミラー３５により反射されたレーザー光との干渉を測定する。図１において、レーザー測長系制御装置３０は、主制御装置７０の制御により、２つのレーザー干渉計３３の測定結果から、主ステージベース１１上での各移動ステージのＹ方向の位置を検出し、またＹステージ１６がＹ方向へ移動する際のヨーイングを検出する。主制御装置７０は、レーザー測長系制御装置３０の検出結果を、入出力インタフェース回路７１を介して入力する。
【００４２】
第２のレーザー測長系のレーザー干渉計３３を主ステージベース１１のＹ方向に取り付けられた台１２に設置するので、レーザー干渉計３３が副ステージベース１１ａ，１１ｂの振動の影響を受けない。また、レーザー干渉計３３から主ステージベース１１上の各移動ステージまでの測定距離が短くなる。従って、第２のレーザー測長系を用いて、主ステージベース１１上での各移動ステージのＹ方向の位置が精度良く検出される。そして、複数のレーザー干渉計３３を台１２に設置するので、複数のレーザー干渉計３３の測定結果から、各移動ステージのＹステージ１６がＹ方向へ移動する際のヨーイングが検出される。また、第２のレーザー測長系の各バーミラー３５を、ほぼ各移動ステージが搭載するチャック１０ａ，１０ｂの高さに取り付けるので、各移動ステージのＹ方向の位置が基板１の近傍で検出される。
【００４３】
図１１は、Ｘ方向の変位を測定するレーザー変位計の斜視図である。図１１は、チャック１０ａを搭載する移動ステージに取り付けられたレーザー変位計を示しており、チャック１０ｂを搭載する移動ステージに取り付けられたレーザー変位計は、図１１とＸ方向において左右対称な構成となっている。バーミラー４４は、チャック１０ａ，１０ｂのＹ方向へ伸びる一側面に取り付けられている。２つのレーザー変位計４２は、それぞれ、アーム４６により、バーミラー４４の高さでブロック４８に取り付けられている。ブロック４８は、Ｘステージ１４に取り付けられている。
【００４４】
図１２は、Ｙ方向の変位を測定するレーザー変位計の斜視図である。図１２において、バーミラー４５は、取り付け具４９により、チャック１０ａ，１０ｂの裏面に取り付けられている。レーザー変位計４３は、図７及び図１２に示す様に、アーム４７により、バーミラー４５の高さでＹステージ１６に取り付けられている。なお、図１２は、バーミラー４５及び取り付け具４９が見える様にするため、チャック１０ａ，１０ｂの一部を切り欠いた状態を示している。
【００４５】
図１１において、各レーザー変位計４２は、レーザー光をバーミラー４４へ照射し、バーミラー４４により反射されたレーザー光を検出することにより、バーミラー４４が取り付けられたチャック１０ａのＸ方向の変位を測定する。また、図１２において、レーザー変位計４３は、レーザー光をバーミラー４５へ照射し、バーミラー４５により反射されたレーザー光を検出することにより、バーミラー４５が取り付けられたチャック１０ａ，１０ｂのＹ方向の変位を測定する。
【００４６】
図１において、レーザー変位計制御装置４０は、主制御装置７０の制御により、各レーザー変位計４２，４３の測定結果から、チャック１０ａ，１０ｂのθ方向の傾きを検出する。主制御装置７０は、レーザー変位計制御装置４０の検出結果を、入出力インタフェース回路７２を介して入力する。
【００４７】
露光時の基板１の位置決めを行う際、主制御装置７０は、レーザー変位計制御装置４０によるチャック１０ａ，１０ｂのθ方向の傾きの検出結果に基づき、ステージ駆動回路８０ａ，８０ｂを制御し、各移動ステージのθステージ１７によりチャック１０ａ，１０ｂをθ方向へ回転させて、基板１のθ方向の位置決めを行う。また、主制御装置７０は、レーザー測長系制御装置３０による移動ステージのＸＹ方向の位置の検出結果に基づき、ステージ駆動回路８０ａ，８０ｂを制御し、各移動ステージのＸステージ１４及びＹステージ１６によりチャック１０ａ，１０ｂをＸＹ方向へ移動させて、基板１のＸＹ方向の位置決めを行う。
【００４８】
第１のレーザー測長系及び第２のレーザー測長系の光源に用いられているレーザー光源３１ａ，３１ｂの出力は、経年変化により低下し、レーザー干渉計３２ａ、３２ｂ、３３が受光するレーザー光の強度が低下すると、そのままでは、レーザー干渉計３２ａ、３２ｂ、３３の測定結果に誤差が生じて、基板の位置決めが精度良く行えなくなる。また、レーザー光源の寿命は約３年程度であり、レーザー光源３１ａ，３１ｂの出力が突然停止すると、第１のレーザー測長系及び第２のレーザー測長系の機能が働かなくなって、プロキシミティ露光装置の運転が停止する。そこで、本実施の形態では、経年変化に伴うレーザー光源３１ａ，３１ｂの出力特性の変化を考慮して、レーザー光源３１ａ，３１ｂの駆動電流の制御を行う。
【００４９】
図１３は、レーザー測長系のレーザー光源の制御を行う部分のブロック図である。光源制御装置９０は、レーザー光源３１ａ，３１ｂへ駆動電流を供給し、主制御装置７０の制御により、レーザー光源３１ａ，３１ｂへ供給する駆動電流を制御する。図１４は、レーザー光源の駆動電流を制御する動作を示すフローチャートである。図１３のレーザー測長系制御装置３０は、各レーザー干渉計３２ａ，３２ｂ，３３が測定した干渉波形から、各レーザー干渉計３２ａ，３２ｂ，３３で受光されたレーザー光の強度を検出する（ステップ３０１）。続いて、レーザー測長系制御装置３０は、各レーザー干渉計３２ａ，３２ｂ，３３で受光されたレーザー光の強度の変化が許容値以内であるか否かを判定する（ステップ３０２）。各レーザー干渉計３２ａ，３２ｂ，３３で受光されたレーザー光の強度の変化が許容値以内である場合、ステップ３０１へ戻る。
【００５０】
各レーザー干渉計３２ａ，３２ｂ，３３で受光されたレーザー光の強度の変化が許容値を超えた場合、レーザー測長系制御装置３０は、レーザー光の強度の変化を検出したレーザー干渉計と同じレーザー光源からレーザー光が供給されている他のレーザー干渉計について、受光したレーザー光の強度が同様に変化したか否かを判定する（ステップ３０３）。
【００５１】
図１３において、レーザー光源３１ａから発生したレーザー光は、レーザービームスプリッター３７ａで２つに分岐される。分岐されたレーザー光の一方は、２つのレーザー干渉計３２ａの一方へ供給され、他方は、ミラー３８ａを介して２つのレーザー干渉計３２ａの他方へ供給される。レーザー光源３１ａから各レーザー干渉計３２ａへ供給されるレーザー光の強度は、等しくなっている。
【００５２】
また、レーザー光源３１ｂから発生したレーザー光は、レーザービームスプリッター３７ｂで２つに分岐される。分岐されたレーザー光の一方は、レーザービームスプリッター３７ｃでさらに２つに分岐され、他方は、ミラー３８ｂで反射した後、レーザービームスプリッター３７ｄでさらに２つに分岐される。レーザービームスプリッター３７ｃで分岐されたレーザー光の一方は、２つのレーザー干渉計３２ｂの一方へ供給され、他方は、ミラー３８ｃを介して２つのレーザー干渉計３２ｂの他方へ供給される。レーザービームスプリッター３７ｄで分岐されたレーザー光の一方は、２つのレーザー干渉計３３の一方へ供給され、他方は、ミラー３８ｄを介して２つのレーザー干渉計３３の他方へ供給される。レーザー光源３１ｂから各レーザー干渉計３２ｂ，３３へ供給されるレーザー光の強度は、等しくなっている。
【００５３】
基板のステップ移動や基板の位置決めのために、移動ステージによるチャックの移動を繰り返すプロキシミティ露光装置では、レーザー測長系のレーザー光源の出力に変化が無くても、移動ステージの移動による振動が原因で、レーザー測長系のバーミラーやレーザー干渉計に位置ずれが発生し、その結果、レーザー干渉計により受光されるレーザー光の強度が低下することがある。その場合、レーザー光の強度の変化を検出したレーザー干渉計と同じレーザー光源からレーザー光が供給されている他のレーザー干渉計においては、全く同様の位置ずれが起こらない限り、レーザー光の強度の変化が同じになることはない。
【００５４】
図１４のステップ３０３において、レーザー光の強度の変化を検出したレーザー干渉計と同じレーザー光源からレーザー光が供給されている他のレーザー干渉計について、受光したレーザー光の強度が同様に変化していない場合、レーザー測長系制御装置３０は、主制御装置７０へその旨を通知し、主制御装置７０は、表示装置による表示又は警告音等で警告を発生する（ステップ３０４）。これにより、レーザー測長系のバーミラー３４ａ，３４ｂ，３５及びレーザー干渉計３２ａ，３２ｂ，３３に位置ずれが発生していないか、点検を促すことができる。
【００５５】
ステップ３０３において、レーザー光の強度の変化を検出したレーザー干渉計と同じレーザー光源からレーザー光が供給されている他のレーザー干渉計について、受光したレーザー光の強度が同様に変化した場合、レーザー測長系制御装置３０は、主制御装置７０へその旨を通知し、主制御装置７０は、レーザー光の強度の変化を検出したレーザー干渉計へレーザー光を供給しているレーザー光源について、駆動電流の変更を光源制御装置９０へ指示する（ステップ３０５）。
【００５６】
光源制御装置９０は、主制御装置７０からの指示に応じ、検出されたレーザー光の強度の変化を補うために必要な駆動電流を算出する（ステップ３０６）。そして、光源制御装置９０は、算出した駆動電流が、予め決められた所定値、例えばレーザー光源３１ａ，３１ｂの定格駆動電流以下であるか否かを判定する（ステップ３０７）。算出した駆動電流が所定値を超える場合、光源制御装置９０は、主制御装置７０へその旨を通知し、主制御装置７０は、表示装置による表示又は警告音等で警告を発生する（ステップ３０８）。
【００５７】
レーザー測長系のレーザー光源の寿命が残り少なくなると、経年変化に伴う出力特性の変化が大きくなって、レーザー光の強度の変化を補うために必要な駆動電流が大きくなる。レーザー光の強度の変化を補う際の駆動電流が所定値以下であることを確認し、駆動電流が所定値を超える場合に、警告を発生するので、レーザー測長系のレーザー光源の寿命が予め告知され、プロキシミティ露光装置の予期しない運転停止が防止される。
【００５８】
ステップ３０７において、算出した駆動電流が所定値以下である場合、光源制御装置９０は、レーザー光の強度の変化を検出したレーザー干渉計へレーザー光を供給しているレーザー光源について、駆動電流を算出した値に変更して（ステップ３０９）、ステップ３０１へ戻る。
【００５９】
レーザー干渉計３２ａ，３２ｂ，３３が受光したレーザー光の強度の変化を検出し、検出したレーザー光の強度の変化を補う様に、レーザー測長系のレーザー光源３１ａ，３１ｂへ供給する駆動電流を制御するので、経年変化に伴ってレーザー測長系のレーザー光源３１ａ，３１ｂの出力特性が変化しても、レーザー測長系のレーザー光源３１ａ，３１ｂの出力が一定に保たれ、レーザー干渉計３２ａ，３２ｂ，３３の測定結果に誤差が生じるのが防止される。従って、移動ステージの位置が精度良く検出され、基板１の位置決めが精度良く行われる。
【００６０】
以上説明した本実施の形態によれば、レーザー干渉計３２ａ，３２ｂ，３３が受光したレーザー光の強度の変化を検出し、検出したレーザー光の強度の変化を補う様に、レーザー測長系のレーザー光源３１ａ，３１ｂへ供給する駆動電流を制御することにより、経年変化に伴ってレーザー測長系のレーザー光源３１ａ，３１ｂの出力特性が変化しても、移動ステージの位置を精度良く検出して、基板１の位置決めを精度良く行うことができる。
【００６１】
さらに、レーザー光の強度の変化を補う際の駆動電流が所定値以下であることを確認し、駆動電流が所定値を超える場合に、警告を発生することにより、レーザー測長系のレーザー光源３１ａ，３１ｂの寿命を予め告知して、プロキシミティ露光装置の予期しない運転停止を防止することができる。
【００６２】
さらに、各レーザー干渉計３２ａ，３２ｂ，３３が受光したレーザー光の強度の変化を検出したとき、レーザー光の強度の変化を検出したレーザー干渉計と同じレーザー光源からレーザー光が供給されている他のレーザー干渉計について、受光したレーザー光の強度が同様に変化したことを確認し、レーザー光の強度が同様に変化していない場合に、警告を発生することにより、レーザー測長系のバーミラー３４ａ，３４ｂ，３５及びレーザー干渉計３２ａ，３２ｂ，３３に位置ずれが発生していないか、点検を促すことができる。
【００６３】
本発明のプロキシミティ露光装置を用いて基板の露光を行い、あるいは、本発明のプロキシミティ露光装置の基板位置決め方法を用いて基板を位置決めして、基板の露光を行うことにより、経年変化に伴ってレーザー測長系のレーザー光源の出力特性が変化しても、露光時の基板の位置決めを精度良く行うことができるので、パターンの焼付けを精度良く行って、高品質な基板を製造することができる。
【００６４】
例えば、図１５は、液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。薄膜形成工程（ステップ１０１）では、スパッタ法やプラズマ化学気相成長（ＣＶＤ）法等により、基板上に液晶駆動用の透明電極となる導電体膜や絶縁体膜等の薄膜を形成する。レジスト塗布工程（ステップ１０２）では、ロール塗布法等により感光樹脂材料（フォトレジスト）を塗布して、薄膜形成工程（ステップ１０１）で形成した薄膜上にフォトレジスト膜を形成する。露光工程（ステップ１０３）では、プロキシミティ露光装置や投影露光装置等を用いて、マスクのパターンをフォトレジスト膜に転写する。現像工程（ステップ１０４）では、シャワー現像法等により現像液をフォトレジスト膜上に供給して、フォトレジスト膜の不要部分を除去する。エッチング工程（ステップ１０５）では、ウエットエッチングにより、薄膜形成工程（ステップ１０１）で形成した薄膜の内、フォトレジスト膜でマスクされていない部分を除去する。剥離工程（ステップ１０６）では、エッチング工程（ステップ１０５）でのマスクの役目を終えたフォトレジスト膜を、剥離液によって剥離する。これらの各工程の前又は後には、必要に応じて、基板の洗浄／乾燥工程が実施される。これらの工程を数回繰り返して、基板上にＴＦＴアレイが形成される。
【００６５】
また、図１６は、液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。ブラックマトリクス形成工程（ステップ２０１）では、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、剥離等の処理により、基板上にブラックマトリクスを形成する。着色パターン形成工程（ステップ２０２）では、染色法、顔料分散法、印刷法、電着法等により、基板上に着色パターンを形成する。この工程を、Ｒ、Ｇ、Ｂの着色パターンについて繰り返す。保護膜形成工程（ステップ２０３）では、着色パターンの上に保護膜を形成し、透明電極膜形成工程（ステップ２０４）では、保護膜の上に透明電極膜を形成する。これらの各工程の前、途中又は後には、必要に応じて、基板の洗浄／乾燥工程が実施される。
【００６６】
図１５に示したＴＦＴ基板の製造工程では、露光工程（ステップ１０３）において、図１６に示したカラーフィルタ基板の製造工程では、ブラックマトリクス形成工程（ステップ２０１）の露光処理において、本発明のプロキシミティ露光装置及びプロキシミティ露光装置の基板位置決め方法を適用することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１  基板
２  マスク
１０ａ，１０ｂ  チャック
１１  主ステージベース
１１ａ，１１ｂ  副ステージベース
１２  台
１３  Ｘガイド
１４  Ｘステージ
１５  Ｙガイド
１６  Ｙステージ
１７  θステージ
１９  チャック支持台
２０  マスクホルダ
３０  レーザー測長系制御装置
３１ａ，３１ｂ  レーザー光源
３２ａ，３２ｂ，３３  レーザー干渉計
３４ａ，３４ｂ，３５  バーミラー
３６  アーム
３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄ  レーザービームスプリッター
３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄ  ミラー
４０  レーザー変位計制御装置
４２，４３  レーザー変位計
４４，４５  バーミラー
４６，４７  アーム
４８  ブロック
４９  取り付け具
７０  主制御装置
７１，７２  入出力インタフェース回路
８０ａ，８０ｂ  ステージ駆動回路
９０  光源制御装置
【図１】
2013064896.tif 000003
【図２】
2013064896.tif 000004
【図３】
2013064896.tif 000005
【図４】
2013064896.tif 000006
【図５】
2013064896.tif 000007
【図６】
2013064896.tif 000008
【図７】
2013064896.tif 000009
【図８】
2013064896.tif 000010
【図９】
2013064896.tif 000011
【図１０】
2013064896.tif 000012
【図１１】
2013064896.tif 000013
【図１２】
2013064896.tif 000014
【図１３】
2013064896.tif 000015
【図１４】
2013064896.tif 000016
【図１５】
2013064896.tif 000017
【図１６】
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